IPv4 vs IPv6: quali sono le differenze e come funzionano?

Prima di valutare le differenze tra IPv4 e IPv6 credo sia meglio partire dalle basi, così da poter comprendere meglio i problemi e le soluzioni che questi protocolli vogliono risolvere.

Cos’è un IP

IP sta per Internet Protocol, ovvero un insieme di regole che i dispositivi che compongono la rete Internet devono saper riconoscere ed utilizzare per comunicare, ovvero per trasmettere file attraverso la rete.

La “v” sta per Version. La versione 4 è quella oggi più diffusa. La 5 è stata abbandonata perché non risolveva i problemi della 4. La versione 6 è la più “recente”, anche se poi non così tanto vedremo.

La diffusione dell’ultima versione è lenta perché aggiornare le infrastrutture del web costà più che trovare escamotage per by-passare i limiti imposti da IPv4. Se questi aspetti non ti fossero già chiari don’t warry, nei prossimi paragrafi entreremo nei dettagli.

IP fa parte di una suite di protocolli Internet, che include anche il noto Transmission Control Protocol, per gli amici TCP. Insieme, questi due sono conosciuti come TCP/IP. La suite di protocolli Internet fornisce comunicazioni di dati end-to-end specificando come i dati devono essere pacchettizzati, indirizzati, trasmessi, instradati e ricevuti.

Esistono diversi protocolli di rete comunemente usati che funzionano su IP, tra cui:

• TCP – Protocollo di controllo della trasmissione che consente il flusso di dati attraverso le connessioni di indirizzi IP.
• UDP – User Datagram Protocol fornisce un modo per trasferire la comunicazione di processo a bassa latenza che è ampiamente utilizzata su Internet per la ricerca DNS e VOIP – Voice Over Internet Protocol.
• FTP – File Transfer Protocol è una specifica creata appositamente per l’accesso, la gestione, il caricamento, la copia e l’eliminazione di file su host IP collegati.
• HTTP – Hypertext Transfer Protocol è la specifica che abilita il web moderno. HTTP consente a siti web e browser di visualizzare il contenuto. In genere viene eseguito sulla porta 80.
• HTTPS – Hypertext Transfer Protocol Secure è HTTP che viene eseguito con crittografia tramite Secure Sockets Layer o Transport Layer Security. HTTPS in genere viene servito sulla porta 443.

L’indirizzamento IP è un mezzo logico per assegnare indirizzi ai dispositivi su una rete. Ogni dispositivo connesso a Internet richiede un indirizzo IP univoco.

La maggior parte delle reti che gestiscono il traffico Internet sono a commutazione di pacchetto. La commutazione a pacchetto è una modalità di trasmissione dati in cui un file è suddiviso in un numero di parti che vengono inviate indipendentemente, su qualsiasi percorso sia ottimale per ciascun pacchetto, e riassemblate a destinazione. Un host di origine, come un web server, consegna questi pacchetti IP a un host di destinazione, come il tuo browser, in base agli indirizzi IP nelle intestazioni dei pacchetti.

Cos’è un indirizzo IP

Un indirizzo IPv4 o IPv6 è un indirizzo del web, una stringa di valori che porta ad uno specifico device collegato ad internet.

Gli indirizzi IP svolgono egregiamente la loro funzione ma sono poco pratici per gli esseri umani. Ti risulta più facile ricordare il dominio (TLD) youtube.com oppure il suo IP? Chiaramente i domini sono più semplici da ricordare, sono stati inventati apposta per questo! Ma chi traduce un dominio in IP? I famosi server DNS.

Da TLD ad indirizzo IP grazie ai server DNS

DNS, o sistema dei nomi di dominio, è la rubrica di Internet. Traduce nomi di dominio che ricordiamo facilmente in indirizzi IP. Il DNS consente a computer, server e altri dispositivi in ​​rete, ciascuno con i propri indirizzi IP univoci, di comunicare tra loro, e porta gli utenti al sito web che stanno cercando.

Ora vediamo le differenze tra IPv4 ed IPv6.

Cos’è un IPv4

Esempio:

192.168.1.1

IPv4 è la quarta versione del protocollo Internet. In vigore dal 1981, il Dipartimento della Difesa degli Stati Uniti lo ha implementato per la prima volta nel suo ARPANET (Advanced Research Projects Agency Network) nel 1983.

Sono oltre 40 anni che lo sfruttiamo, ma oggi questo protocollo è al limite delle sue possibilità perché la sua capacità di fornire indirizzi IP ai device connessi si è esaurita. Internet sta attraversando una transizione graduale alla prossima versione, IPv6, ma non senza sfide, la strada è ancora lunga.

Cosa significa che ha esaurito la sua capacità di fornire indirizzi IP? Non sono infiniti gli IP?

No, non sono infiniti.

Gli indirizzi IP (versione 4) sono numeri interi a 32 bit che vengono generalmente visualizzati in notazione decimale puntata. Un indirizzo a 32 bit contiene due parti principali: il prefisso di rete e il numero host.

Tutti gli host all’interno di una singola rete condividono lo stesso indirizzo di rete. Ogni host ha anche un indirizzo che lo identifica in modo univoco. A seconda dell’ambito della rete e del tipo di dispositivo, l’indirizzo è univoco a livello globale o locale. I dispositivi visibili agli utenti esterni alla rete (server web, ad esempio) devono avere un indirizzo IP univoco a livello globale. I dispositivi visibili solo all’interno della rete devono avere indirizzi IP univoci a livello locale.

Gli indirizzi IP (a livello globale) vengono assegnati da un’autorità di numerazione centrale denominata Internet Assigned Numbers Authority (IANA). IANA garantisce che gli indirizzi siano univoci a livello globale dove necessario e dispone di un ampio spazio di indirizzi riservato all’uso da parte di dispositivi non visibili al di fuori delle proprie reti.

Il formato più comune per un indirizzo IPv4, noto come decimale puntato, è x.x.x.x, dove ogni x può essere qualsiasi valore compreso tra 0 e 255. Ad esempio, 192.0.2.146 è un indirizzo IPv4 valido.

Come sappiamo le macchine non usano numerazione decimale o lettere. Traducendo un IPv4 in linguaggio binario otteniamo una serie di 1 e 0. Questa serie non può occupare più di 32 bit (32 valori fatti da zero e uno). Infatti…

208.98.192.170 = 11010000 01100010 11000000 10101010

Nella striga sopra vediamo che un IPv4 in forma decimale puntato viene trasformato in linguaggio macchina (Binario) in 4 serie di numeri da 8 bit ciascuno, per un totale di 32 bit.

IPv4 instrada ancora la maggior parte del traffico Internet di oggi. Tuttavia, l’archiviazione limitata a 32 bit non permette di gestire infiniti indirizzi IP. Se la matematica non è un’opinione, calcoliamo quanti indirizzi IP può gestire IPv4:

255*255*255*255 = 255⁴ = 4.228.250.625.

IPv4 permette di gestire poco più di 4 miliardi di indirizzi IP disponibili. 32 bit è quindi il limite di memoria che può essere utilizzata per memorizzare un IPv4.

Se pensi che 4 miliardi possano bastare, facciamo due conti. Al mondo ci sono 8 miliardi di persone. Quanti dispositivi connessi ci sono nella tua famiglia?

La famiglia media in una nazione moderna ha almeno 4/5 dispositivi connessi al router di casa, inclusi smartphone, computer e laptop, tablet e TV, allarmi, telecamere, dispositivi multimediali in streaming. Pensiamo a tutti i dispositivi che rientrano nella categoria IoT (Internet Of Things), come termostati connessi, altoparlanti intelligenti e videocamere, citofoni, … Ad esempio, in casa mia siamo in 4 ed in qualsiasi momento ho almeno 20 dispositivi connessi al router. Significa nel mio caso avere 5 dispositivi, in media, a capoccia (a dire il vero sono tutti dispositivi miei, ma questa è un’altra storia).

Quindi, nel mondo odierno delle reti di computer ultra-connesse, dove ogni dispositivo fisso e mobile ha un indirizzo IP, si scopre che 4,3 miliardi di indirizzi non sono più sufficienti.

In realtà va specificato che nelle reti locali, come quella di casa, i dispositivi dietro ad un router non ottengono indirizzi IP dedicati da Internet, l’IP esterno è sempre quello del router. Il router è poi in grado di instradare i pacchetti al device specifico grazie agli header IP.

Dato che gli IP sono limitati e sono sempre meno quelli disponibili, questo “trucco” di ridurre la necessità di IP globali univoci mettendoli dietro un router viene usato anche dai gestori di reti.

La coperta è corta

Nel 2011, Internet Assigned Numbers Authority, il coordinatore globale dell’indirizzamento IP, ha esaurito lo spazio di indirizzi IPv4 gratuito da allocare ai registri regionali. IANA ha quindi recuperato ulteriori blocchi di indirizzi IPv4 inutilizzati dai registri regionali e ha creato un pool di indirizzi recuperato. Nel 2014, IANA ha annunciato che stava ridistribuendo gli ultimi indirizzi nel pool di indirizzi recuperati.

Inoltre, consideriamo che circa 18 milioni di indirizzi sono stati riservati per l’indirizzamento privato, tratti da un intervallo noto RFC 1918. La maggior parte delle organizzazioni utilizza indirizzi privati ​​su reti interne. I dispositivi su queste reti locali non hanno un percorso diretto verso Internet pubblico.

Per accedere alla rete Internet pubblica, i dispositivi con indirizzi privati ​​richiedono una soluzione alternativa complessa chiamata NAT (Network Address Translation).

Il Nord America ha ottenuto la parte del leone nelle allocazioni di indirizzi IPv4. Di conseguenza, le entità in Asia-Pacifico e altrove, dove l’uso di Internet è esploso, hanno acquistato grandi porzioni di spazio IP sul mercato grigio. Ciò ha spezzato intervalli contigui di indirizzi IP e reso più complicato instradare il traffico Internet.

Cos’è un IPv6

Esempio:

2001:0db8:85a3:0000:0000:8a2e:0370:7334

IPv6 è la “nuova” versione del protocollo IP ed offre importanti funzionalità che mancavano ad IPv4, tra cui uno spazio di indirizzi molto più ampio, sottoreti (subnet) più flessibili, assegnazione degli indirizzi semplificata e maggiore sicurezza.

IPv6 è stato sviluppato dall’Internet Engineering Task Force (IETF) per affrontare il problema a lungo atteso dell’esaurimento degli indirizzi IPv4 ed è destinato a sostituire IPv4. Nel dicembre 1998, IPv6 è diventato un progetto di standard per l’IETF, che successivamente lo ha ratificato come standard Internet il 14 luglio 2017.

Per affrontare il problema del numero crescente di device connessi in rete, Internet sta subendo una graduale transizione verso IPv6. L’ultima versione del protocollo Internet, l’indirizzamento Internet IPv6, passa da 32 bit a uno spazio di indirizzi a 128 bit, con lettere e numeri negli identificatori.

In base al prefisso della sottorete, IPv6 dispone di un’architettura più complessa di IPv4. Il numero di indirizzi IPv6 è 10²⁸ (79.228.162.514.264.337.593.543.950.336) volte più grande del numero di indirizzi IPv4.

Parliamo di 340 trillioni di trillioni di trillioni di indirizzi IP disponibili. Così ad occhio, credo siano sufficienti per qualche anno, anche affrontando una discreta crescita demografica.

Questa versione di IP ha alcuni ovvi vantaggi, il principale è che abbiamo a disposizione molti più indirizzi Internet. Per fare un paragone, con IPv6 una singola rete può avere più indirizzi IPv6 dell’intero spazio di indirizzi IPv4.

Le infrastrutture della rete cambieranno graduatamente migrando ad IPv6, ma non è un processo che si conclude rapidamente. IPv4 e IPv6 non sono direttamente interoperabili e IPv6 non è il protocollo più facile da utilizzare e le infrastrutture costano. Non tutti gli hosting provider offrono un indirizzo IPv6.

IPv6 è più veloce?

Dipende, come al solito. Sulla carta, IPv6 dovrebbe essere leggermente più lento. La dimensione dell’intestazione HTTP è molto maggiore, poiché IPv6 necessita di 128 bit per gli indirizzi di origine e destinazione rispetto ai 32 bit di IPv4. Nel complesso, la dimensione dell’intestazione di IPv6 è quasi raddoppiata. Tuttavia, questo non è un vero problema, poiché IPv6 non porta solo un aumento degli indirizzi IP, ma semplifica notevolmente la gestione del traffico e, in alcuni casi, può portare a effettivi aumenti delle prestazioni a causa di colli di bottiglia nell’infrastruttura IPv4.

Quale è meglio usare per mappare un TLD – dominio di un sito web?

Se il tuo hosting può fornirti anche un IPv6 allora puoi mappare sia un IPv4 che un IPv6 tramite il tuo gestore DNS.

Questo sito web è in hosting su Digitalocean, e loro forniscono anche IPv6. Nel mio caso ho mappato sia IPv4 con un record “A”, sia IPv6 con un record “AAAA”.

Come mappare un dominio verso IPv6

Per mappare un DNS verso un IPv6 devi creare un record AAAA.

I record DNS AAAA corrispondono a un nome di dominio con un indirizzo IPv6. I record DNS AAAA sono esattamente come i record DNS A, tranne per il fatto che memorizzano l’indirizzo IPv6 di un dominio anziché il suo indirizzo IPv4.

Vediamo un esempio con Cloudflare per mappare un dominio su IPv6.

• Accedi alla gestione del tuo DNS
• Crea un record AAA
• Nel campo Name il tuo dominio
• Nel campo Content inserisci l’indirizzo IPv6 del tuo web server
• Salva le modifiche al DNS

Posso usarli entrambi?

Off course! Nel tuo gestore DNS puoi avere un record A per IPv4 e un record AAAA per IPv6.

IPv6 è meglio per la SEO?

Troverete svariate guide online, in particolar modo sui siti dei provider di hosting, che affermano che avere un sito raggiungibile su IPv6 sia meglio per la SEO e che Google vi premierà.

Mi spiace deludervi, non credo proprio sia vero.

Vediamo quali sono i vantaggi che vengono menzionati più spesso dai provider.

Google potrebbe aumentare la presenza in SERP dei siti che hanno l’indirizzo IPv6 per le ricerche provenienti da visitatori che hanno IPv6 (solo negli Stati Uniti è più del 30% dei visitatori).

Non vedo alcuna ragione per penalizzare un sito su IPv4. Questa mi pare proprio una c….

Molti dei primi 10.000 siti nell’elenco da 1 milione di Alexa sono disponibili su IPv6 (Google, Youtube, Netflix e così via). Ci sono buone possibilità che un sito web sia su IPv4 e IPv6 se il sito è gestito da una grande azienda. Mentre d’altra parte tutti i siti web SPAM e le content farm sono solo su IPv4. Google AI, vede IPv6 come un fattore di qualità.

Alexa ha chiuso e nessuno guarda la sua classifica da secoli. Google non ha mai dichiarato di assegnare un fattore qualità ad IPv6. Il fatto che le aziende top al mondo si siano già preparate con IPv6 non vuol dire che gli altri verranno penalizzati.

Finora il problema legato alla deindicizzazione di alcuni siti da parte di Google sembra avere interessato solo i domini che si trovano su un singolo IPv4.

Bo! Questa cosa va provata, come si dice “servono le prove”! Affermare una cosa del genere senza esempi ha poco valore, e di esempi non ne ho trovati.

Nella seconda metà del 2018, Google ha finalmente abilitato IPv6 su tutta la sua offerta cloud. Ci aspettiamo che Google annunci pubblicamente IPv6 come nuovo fattore di ranking, allo stesso modo in cui hanno fatto un annuncio simile per SSL. Potrebbe essere una spinta significativa da parte di Google per aumentare l’adozione di IPv6.

Io non mi aspetto che Google assegni preferenze ad IPv6 solo perché le sue infrastrutture cloud si evolvono seguendo le nuove tecnologie. Questa sembra più una sola _fregatura pubblicitaria che altro.

Riguardo SEO e IPv6 ho solo 2 dubbi…

Il primo riguarda i subnet di IPv4 tramite i quali Google oggi può capire se un sito web fa parte dello stesso network dei siti dai quali riceve backlink, ad esempio per individuare una PBN.

Dato che una rete di spammer mediamente dotata farebbe fatica ad acquistare migliaia di indirizzi IPv4 dedicati per generare backlink, nel migliore dei casi questi creativi individui si organizza acquistando delle subnet. Una subnet è una parte di IPv4, composta dalle prime 3 sezioni che può contenere 255 indirizzi IP. Due siti appartenenti alla stessa subnet possono essere:

138.110.43.11
138.110.43.205

Con il passaggio ad IPv6, sarà comunque possibile per Google risalire al subnet a cui appartiene l’IP? Magari il buon Andrea Pernici mi può illuminare ;) Andrea se leggi batti un colpo.

Il secondo dubbio è sulla classe-C di IP che è riservata a reti locali (segui l’appendice per maggiori dettagli sulle classi di IP).

Oggi, un dominio che riceve backlink prevalentemente da IPv4 classe-C è un dominio tendenzialmente debole, se non addirittura penalizzato da Google. Google infatti tende ad ignorare backlink che provengono da IPv4 in classe-C essendo una classe di IP per reti locali. Se vuoi approfondire l’argomento ne parla Tom Anthony in questo post del 2014 su Moz.

Appendice – Le 5 classi di subnet IPv4

Una sottorete IP, in inglese subnet, è una suddivisione di una rete IPv4.

Le classi possono essere comprese come l’organizzazione logica dei dispositivi di rete connessi. Il subnetting consente a un’azienda di suddividere la sua vasta rete in divisioni più piccole e più organizzate.

Rete di classe A

Questa classe di indirizzi IP viene utilizzata quando è presente un numero elevato di host. In un tipo di rete di Classe A, i primi 8 bit (chiamati anche primo ottetto) identificano la rete e i restanti hanno 24 bit per l’host in quella rete.

Un esempio di indirizzo di Classe A è 102.168.212.226. Qui, “102” ti aiuta a identificare la rete e 168.212.226 a identificare l’host.

Gli indirizzi di classe A da 127.0.0.0 a 127.255.255.255 non possono essere utilizzati ed è riservato alle funzioni di loopback e diagnostiche.

Rete di classe B

In un indirizzo IP di classe B, gli indirizzi binari iniziano con 10. In questo indirizzo IP, il numero decimale di classe può essere compreso tra 128 e 191. Il numero 127 è riservato per il loopback, che viene utilizzato per i test interni sulla macchina locale. I primi 16 bit (noti come due ottetti) aiutano a identificare la rete. Gli altri 16 bit rimanenti indicano l’host all’interno della rete.

Un esempio di indirizzo IP di Classe B è 168.212.226.204, dove 168 212 identifica la rete e 226.204 ti aiuta a identificare l’host di rete Hut.

Rete di classe C

La classe C è un tipo di indirizzo IP utilizzato per la piccola rete. In questa classe, vengono utilizzati tre ottetti per indentare la rete. Questo IP è compreso tra 192 e 223.

In questo tipo di metodo di indirizzamento di rete, i primi due bit sono impostati su 1 e il terzo bit è impostato su 0, il che rende i primi 24 bit dell’indirizzo loro e il bit rimanente come indirizzo host. Per lo più le reti locali utilizzano l’indirizzo IP di classe C per connettersi alla rete.

Esempio per un indirizzo IP di Classe C: 192.168.178.1

Rete di classe D

Gli indirizzi di classe D vengono utilizzati solo per applicazioni multicast. La classe D non viene mai utilizzata per le normali operazioni di rete. Questa classe indirizza i primi tre bit impostati su “1” e il loro quarto bit impostato da utilizzare per “0”. Gli indirizzi di classe D sono indirizzi di rete a 32 bit. Tutti i valori all’interno dell’intervallo vengono utilizzati per identificare i gruppi multicast in modo univoco.